面向电力线通信的卷积码与Viterbi算法的FPGA实现与优化

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电力线通信系统(PLC)是一个基于电力传输网络上的控制系统,在电力传输网络上传输数据,并具有其独特的信道传送特点和噪声特征。为提高数字信息的安全传输,并减少数字信息传递的误码率,人们通常使用信道编码技术。卷积编码和维特比译码都是高效的前向纠错方式,并具备了解决突发出错问题的能力。因此,本文以面向电力线通信的卷积码和维特比译码算法为课题,重点研究了卷积码和维特比译码器的原理与实现。首先介绍了电力线通信特点与G3-PLC标准,接着研究了卷积码的原理与表示方法,然后就维特比译码器的原理与实现结构进行了分析,在满足电力线通信标准的基础上,设计了改进型的维特比译码器,并基于FPGA完成了实现,对其进行了仿真验证和综合优化。主要改进点有:针对电力线通信干扰大的特点,采用3比特软判决方式,相比硬判决方式有2-3d B的增益;采用改进型的分支度量存储与加比选单元,得到了25.5%的功耗优化,代价是资源消耗上的增加,但仍足以满足电力线通信G3-PLC标准的需求。
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